(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記可用チャンネル情報要請メッセージ及び前記可用チャンネル情報応答メッセージのうち一つ以上は、複数の可用チャンネルに対する情報を含む、請求項1に記載のステーションの可用チャンネル情報獲得方法。
前記可用チャンネル情報要請メッセージ及び前記可用チャンネル情報応答メッセージは、それぞれチャンネルスケジューリング要請メッセージ及びチャンネルスケジューリング応答メッセージである、請求項4に記載のステーションの可用チャンネル情報獲得方法。
前記有効時間情報は、前記可用チャンネル情報応答メッセージの受信時点から前記可用チャンネルの可用時間区間の長さを示す情報を含む、請求項1に記載のステーションの可用チャンネル情報獲得方法。
前記有効時間情報は、前記可用チャンネル情報応答メッセージによる可用チャンネルの可用時間開始時点情報、及び前記可用時間開始時点から前記可用チャンネルの可用時間区間の長さを示す情報を含む、請求項1に記載のステーションの可用チャンネル情報獲得方法。
前記可用チャンネル情報要請メッセージ及び前記可用チャンネル情報応答メッセージは、それぞれチャンネルスケジューリング要請メッセージ及びチャンネルスケジューリング応答メッセージである、請求項14に記載のステーション。
前記有効時間情報は、前記可用チャンネル情報応答メッセージによる可用チャンネルの可用時間開始時点情報、及び前記可用時間開始時点から前記可用チャンネルの可用時間区間の長さを示す情報を含む、請求項11に記載のステーション。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下、本発明に係る好適な実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。添付の図面と共に以下で開示する詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態を説明するためのものであって、本発明が実施され得る唯一の実施形態を示すためのものではない。以下の詳細な説明は、本発明の完全な理解を提供するために具体的な細部事項を含む。しかし、当業者であれば、本発明がこのような具体的な細部事項がなくても実施され得ることが分かる。
【0026】
一方、いくつかの場合、本発明の概念が曖昧になることを避けるために、公知の構造及び装置は省略されたり、各構造及び装置の核心機能を中心にしたブロック図の形式で図示される。また、本明細書全体にわたって同一の構成要素については同一の図面符号を使用して説明する。
【0027】
図1は、本発明が適用され得るシステム構造を概略的に説明するための図である。
【0028】
IEEE 802.11 TVWS端末は、TVWS周波数帯域でIEEE 802.11 MAC階層及びPHY階層を使用して動作する非免許機器を示す。TVWS周波数帯域で動作するSTAは、その役割によって、アクセスポイント(AP)として動作するSTA1230と、特定AP1230によってサービスを受けるSTA1240とに区分することができる。
【0029】
以下で説明する本発明の各実施形態では、TVWSで非免許機器として動作する各STA1230、1240が、可用チャンネル情報獲得のために、各地域的位置による可用チャンネルデータを有するデータベース情報を用いると仮定して説明する。
【0030】
データベース1210、例えば、TV帯域データベースは、TV帯域で各可用チャンネルに対する情報を有することができる。一般に、このデータベース情報は、50m程度に相当精巧な位置基盤情報を含む。RLS(Registered Location Server)1220は、TVWSで動作する全てのAPの登録された位置情報を含むサーバーであり得る。
図1では、TV帯域データベース1210とRLS1220を別途の装置として図示しているが、これらを一つのTV帯域データベース装置に具現することもできる。
【0031】
TVWSで非免許機器として動作するSTAがAPとして動作しようとする場合、該当のSTAは、自分の位置をRLS1220に登録しなければならなく、この登録によって、AP1230はデータベースの可用チャンネル情報を獲得することができる。その後、APは、自分に属した各STA1240にデータベース情報を提供することができる。
【0032】
図2は、本発明の一実施形態によって動作するSTAが、データベース情報を有する機器から可用チャンネル情報を獲得して動作する方式を説明するための図である。
【0033】
まず、TVWSで非免許機器として動作するSTAは、データベース情報を有する機器に可用チャンネル情報要請メッセージを伝送することができる(S210)。このとき、可用チャンネル情報要請メッセージを伝送するSTAは、AP、又は特定APによってサービスを受けるSTAであり得る。具体的に、APは、RLS又はデータベースをデータベース情報を有する機器とし、可用チャンネル情報要請メッセージを伝送することができる。また、本方式に従ってデータベース情報を確保したAPをデータベース情報を有する機器とし、該当のAPに属した各STAが可用チャンネル情報要請メッセージを伝送することができる。
【0034】
このときに伝送される可用チャンネル情報要請メッセージは、次のような形態を有することができる。
【0035】
【表1】
前記表1に例示したように、本実施形態に係る可用チャンネル情報要請メッセージは、カテゴリーフィールド(Category)、動作値フィールド(Action)、ソース住所フィールド(Source Address)、目的地住所フィールド(Destination address)、及び一つ以上の可用チャンネルに対する識別情報フィールド(Supported Channels)を含むことができる。
【0036】
カテゴリーフィールドは、可用チャンネル情報要請メッセージのカテゴリーを示すことができ、動作値フィールドは、前記カテゴリー内の可用チャンネル情報要請メッセージを介して行おうとする動作を示すことができる。ソース住所フィールドは、可用チャンネル情報要請メッセージをAPが伝送する場合はAPの住所を示すことができ、特定APに属したSTAが伝送する場合は該当のSTAの住所を示すことができる。また、目的地住所フィールドは、可用チャンネル情報要請メッセージを受信する主体がRLS(DB)である場合、RLS(DB)の住所を示すことができ、APの場合はAPの住所を示すことができる。また、可用チャンネル情報要請メッセージは、メッセージを伝送するSTAがサポートするチャンネル識別情報を含むことができ、複数のチャンネルを示す場合、これら複数のチャンネルに対するリスト形態で伝送することができる。
【0037】
上述したような可用チャンネル情報要請メッセージを受信したRLS(DB)又はAPは、これに対する応答として可用チャンネル情報応答メッセージをAP又はSTAに伝送することができる(S220)。本実施形態では、可用チャンネル情報応答メッセージが次のような情報を含むことを提案する。
【0038】
(a)可用チャンネル識別情報、
(b)可用チャンネルでの最大許容電力情報、そして
(c)可用チャンネルの可用時間情報。
【0039】
一方、本発明の他の一実施形態では、可用チャンネル情報応答メッセージの活用形態によって(b)可用チャンネルでの最大許容電力情報が省略された形態で伝送することもできる。(b)可用チャンネルでの最大許容電力情報が省略された実施形態の場合、(b)と関連した動作のみが省略されたと見なすことができるので、以下では、説明の便宜上、可用チャンネル情報応答メッセージが前記(a)〜(c)を全て含むと仮定して説明するが、(b)と関連した動作は省略可能であることに留意する必要がある。
【0040】
TVWSで非免許機器が利用可能な可用チャンネル別に許容される最大電力は異なり得る。例えば、可用チャンネルとしてCH1、CH2、CH3を知らせる場合、各チャンネル別に隣接チャンネルに与える影響を考慮して許容される最大伝送電力が異なり得る。例えば、CH1、CH2、CH3に対してそれぞれ許容される最大伝送電力は40mW、100mW、40mWと異なり、可用チャンネルでの最大許容電力情報は、各可用チャンネルに対する最大許容電力を知らせることができる。この最大許容電力は、FCC規定による最大許容電力であり得る。
【0041】
一方、可用チャンネルの可用時間情報は、可用チャンネル情報応答メッセージを受信した機器が該当の可用チャンネルを用いることが許容される割り当て時間情報を知らせることができる。上述したように、TVWSで動作する非免許機器は、既存ユーザーに対する保護機能を行わなければならなく、可用チャンネルに対する情報を知らせるとき、該当の可用チャンネルに対して利用可能な時間情報を知らせることによって、このような既存ユーザーに対する保護機能を効率的に制御することができる。例えば、可用チャンネルに対する可用時間が10分を示す場合、これを受信したAP/STAは、受信時点から10分間指示される可用チャンネルを用いることができ、その後、再びデータベース情報を有する機器(RLS(DB)/AP)に可用チャンネル情報要請メッセージを伝送し、可用チャンネル情報を獲得することができる。
【0042】
前記(a)〜(c)情報は、可用チャンネルの数だけ繰り返すことができる。下記の表2は、上述した可用チャンネル情報応答メッセージの一例を示す。
【0043】
【表2】
前記表2で、カテゴリーフィールド(category)、動作値フィールド(action)、目的地住所フィールド(destination address)、ソース住所フィールド(source address)は、前記表1と同一である。前記表2で、「Target Channel(s)」は、本メッセージを受信するSTAがWLAN動作に用いる可用チャンネル識別情報を含み(a)、「White Space Available Time(s)」は、各可用チャンネルの有効時間情報を含み(b)、「Power Constraint(s)」は、各可用チャンネルに許容された最大伝送電力を示すことができる。
【0044】
このような可用チャンネル情報を受信した機器は、受信された情報を活用してWLAN動作を行うようになる(S230)。具体的に、上述したような可用チャンネル情報を受信した機器は、受信された情報による可用チャンネル内で、指示される有効時間の間、指示された最大許容電力以内の電力を用いてWLAN信号を送受信することができる。具体的に、特定APがRLS(DB)から上述した可用チャンネル情報応答メッセージを受信した場合、APは、自分に属した各STAに受信された情報の全部又は一部を伝達することができる。また、特定APに属したSTAがAPから上述した可用チャンネル情報応答メッセージを受信した場合、受信された可用チャンネル情報応答メッセージで指示された可用チャンネルのみに対してネットワーク連結のためのスキャニング動作を行うことによって、WLAN動作を指示された可用チャンネルに限定し、スキャニング/センシング負担などを軽減させることができる。以下の説明では、上述したような可用チャンネル情報をWSM(White Space Map)と簡単に称する。
【0045】
一方、本発明の一実施形態では、上述したようなWSM情報が、追加的に該当のWSM情報が適用される機器タイプ情報をさらに含むように設定することを提案する。
【0046】
図3は、本発明に用いられるWLANシステムで動作する機器のタイプを説明するための図である。
【0047】
本発明が適用されるWLANシステムで、機器タイプは、大きく固定型機器と個人用/移動型機器とに区分することができる。WLANシステムで、固定型機器は、規定によって一つ又はそれ以上の固定型機器及び個人用/移動型機器に活性化信号(enabling signal)を送ることによってネットワークを開始することができる。
図3は、固定型機器がビーコンなどを通して他の固定型機器及び個人用/移動型機器のイネーブリング(enabling) STAとして動作しながら、活性化信号にチャンネルマップを知らせる場合を示している。
【0048】
上述したように、本実施形態では、WSM情報に該当のWSM情報が適用される機器タイプ情報を追加することを提案する。その理由は、機器タイプによって使用可能なチャンネルと許容可能最大電力値が異なり得るためである。固定型機器の場合、既存ユーザーが使用しているTVチャンネルに直ぐ隣接するチャンネルを使用することはできない。しかし、個人用/移動型機器の場合、許容可能最大電力値を100mWから40mWに減少させる条件で既存ユーザーが使用しているTVチャンネルに直ぐ隣接したチャンネルを使用することができる。
【0049】
したがって、WSMには、使用可能なTVチャンネル番号とFCC規定による各使用可能TVチャンネルに該当する最大伝送電力フィールドと共に、機器タイプ情報を含むことが望ましい。
図3は、マスターとして動作する固定型機器が、クライアントとして動作する他の固定型機器と個人用/移動型機器にチャンネルマップ(例えば、WSM)を伝送することを示しており、具体的に、
図3では、各WSMに機器タイプを追加し、固定型機器には固定型機器に対するWSM(機器タイプフィールドが固定型機器を示すWSM)を、個人用/移動型機器には、個人用/移動型機器に対するWSM(機器タイプフィールドが個人用/移動型機器を示すWSM)を伝送することを示している。
【0050】
本実施形態で、機器タイプは、該当のWSMを伝送する機器のタイプをシグナリングするよりは、該当のWSMを使用可能な自分がサービスしている機器のタイプをシグナリングすることを意味する。機器タイプには、固定型機器、個人用/移動型機器などの情報と共に、該当のWSMをそのまま使用可能なSTAの周波数マスク(spectrum mask)値をシグナリングすることもできる。
【0051】
本実施形態に係る固定型機器は、機器タイプが個人用/移動型機器となっているWSMを使用できないと仮定する。これは、WSMに機器タイプフィールドが個人用/移動型機器となっている場合、固定型機器によって使用できないチャンネルが使用可能なものとして含まれ得るためである。
【0052】
図4は、機器タイプによって可用チャンネルが変わることを例に挙げて説明するための図である。
【0053】
図4で、一番左側が21番のTVチャンネルで、最後が25番のTVチャンネルと仮定する。21番のTVチャンネルと25番のTVチャンネルを既存ユーザーが占有している場合、固定型機器は、既存ユーザーが占有しているチャンネルの隣接チャンネル(22、24番)を除いた23番のチャンネルで100mWの最大電力で動作可能である。個人用/移動型機器は、隣接チャンネルである22番、24番のチャンネルで40mWの最大電力、23番のチャンネルで100mWの最大電力で動作可能である。
【0054】
すなわち、機器タイプによってチャンネルマップの情報が変わるが、WSMを受信する固定型機器と個人用/移動型機器は、どのチャンネルマップが自分に該当する情報であるかを区分しなければならない。これは、マスターモードの固定型機器がチャンネルマップを伝送するとき、機器タイプを通して該当のチャンネルマップが固定型機器のためのものであるか、それとも個人用/移動型機器のためのものであるかを指示することによって可能である。
【0055】
図5は、本発明の好適な一実施形態に係るWSM構造を示した図である。
【0056】
本実施形態に係るWSMは、機器タイプフィールド、マップIDフィールド、チャンネル番号フィールド、最大電力レベルフィールド、有効時間フィールドなどを含むことができる。機器タイプは、上述したように、本WSMが固定型機器のためのものであるか、それとも個人用/移動型機器のためのものであるかを指示するのに用いることができる。マップIDフィールドは、該当のWSMを他のWSMと区分するのに用いることができ、チャンネル番号フィールドは、TVWSで利用可能なTVチャンネル番号を示すことができる。ただし、本発明は、実施形態によってチャンネル番号でない他の方式で可用チャンネルを知らせる場合(例えば、後述するように可用周波数を知らせる場合)も排除しない。また、最大電力レベルフィールドは、上述したように、各可用チャンネルでFCC規定によって最大に許容される電力レベルを指示することができる。
【0057】
また、上述したように、WSMによって可用チャンネルに対する有効時間情報を示すフィールドを含むことができる。有効時間フィールドは、各可用チャンネル別有効時間情報を示すこともでき、WSM全体に対する有効時間情報を示すこともできる。該当のWSMが固定型機器のためのWSMである場合、有効時間フィールドは、各可用チャンネルに対する有効時間情報を含むことができる。ただし、特定APに属して通信するSTAなどの機器(以下、「第1のモードの機器」という)の場合、各可用チャンネル別有効時間情報が必要でないこともある。その代わりに、第1のモードの機器の場合、特定周期ごとに(例えば、60秒ごとに)確認信号を受信し、受信されたWSM情報の有効可否を確認することもできる。具体的に、有効時間情報は、機器タイプによって異なる形で定めることができ、機器タイプによって省略することもできる。
【0058】
以下では、上述した各実施形態が適用される具体的な例について説明する。
【0059】
WSMを伝送できる機器が各可用チャンネルに対するスケジューリング情報をデータベースに問い合わせるのに適用する適用例
本実施例で、WSMの有効時間フィールドは、WSMを伝送する機器(例えば、他の非免許機器の活性化を管理するイネーブリングSTA、又は他の機器によって活性化が制御されるAPとしての依存型(Dependent) AP)が、WSMを構成するそれぞれの可用チャンネルリストに対してデータベース問い合わせ(Database Query)をして構成されると仮定する。
【0060】
このために、イネーブリングSTA又は依存型APは、チャンネルスケジューリング要請フレームをデータベースに伝送することができる。
【0061】
図6は、本発明の一例に係るチャンネルスケジューリング要請フレーム構造を示した図である。
【0062】
チャンネルスケジューリング要請フレームには、チャンネルスケジューリング情報、すなわち、特定TVチャンネルの可用開始時間(Available Start Time)と可用期間(Available Duration)を得るためのチャンネルリストを含ませることができる。
図6で、「可用チャンネル番号(Available Channel Number)」フィールドは、このようなチャンネルリストを示すことができる。例えば、可用チャンネルリストがCH1、CH2、CH3、CH4であると、チャンネル番号1、2、3、4を含んでチャンネルスケジューリング要請フレームを伝送することができる。本例では、チャンネルスケジューリング情報を要請する、イネーブリングSTA又は依存型APは、WSMを通して可用チャンネルリストを既に知っていると仮定する。
【0063】
図6で、「要請STA住所(Requester STA Address)」は、チャンネルスケジューリング要請フレームを伝送する機器の住所を示す。「応答STA住所(Responder STA Address)」は、チャンネルスケジューリング要請フレームを受信する機器の住所を示す。「長さ(Length)」は、チャンネルスケジューリング情報を要請する可用チャンネルの個数によって異なる値を有することができる。「可用チャンネル番号(Available Channel Number)」は、チャンネルスケジューリング情報を要請する可用チャンネル番号を示すことができる。
【0064】
本例でチャンネルスケジューリング要請フレームを受信したデータベースは、要請したチャンネル番号(例えば、チャンネルスケジューリング要請フレームの可用チャンネル番号)によって指示されるチャンネルの可用開始時間(Available Starting Time)と可用期間(Available Duration)に対する情報を有し、チャンネルスケジューリング要請フレームを通して上述したイネーブリングSTA又は依存型APの要請に応答することができる。
【0065】
図7は、本発明の一例によるチャンネルスケジューリング応答フレーム構造を示した図である。
【0066】
図7で、「要請STA住所(Requester STA Address)」は、チャンネルスケジューリング要請フレームを伝送する機器の住所を示す。「応答STA住所(Responder STA Address)」は、チャンネルスケジューリング要請フレームを受信する機器の住所を示す。「長さ(Length)」は、チャンネルスケジューリング情報の全体長さを示す。「可用チャンネル番号(Available Channel Number)」は、チャンネルスケジューリング情報が意味する可用チャンネルを示す。「可用開始時間(Available Start Time)」は、可用チャンネルの可用期間の開始時間を示すことができる。「可用期間(Available Duration)」は、可用チャンネルの可用期間を示すことができる。
【0067】
可用期間開始時点を常に現在の時刻(フレーム受信時点)と仮定すると、可用期間開始時点情報は省略することができる。この場合、可用チャンネル応答フレームに可用期間開始時間が含まれるかどうかを知らせるために、チャンネルスケジューリングタイプ値を含ませることができる。
【0068】
チャンネルスケジューリングタイプが0である場合、可用期間開始時間は常に現在の時刻(フレーム受信時刻)と仮定し、チャンネルスケジューリングフレームには可用期間開始時点情報が含まれないこともある。一方、チャンネルスケジューリングタイプが1である場合、可用期間開始時点情報は未来の時刻を有することができ、チャンネルスケジューリング応答フレームには可用期間開始時点情報を含ませることができる。
【0069】
チャンネルスイッチングメカニズムへの適用例
本適用例は、上述した各実施形態を、TVWS周波数帯域で動作するSTAのためのチャンネルスイッチングメカニズムに適用することに関するものである。
【0070】
各STAは、直接リンク伝送時にチャンネルスイッチングをすることができる。これに対する一例として、IEEE 802.11z Tunneled Direct Link Setup(TDLS)でのオフ−チャンネルメカニズムがある。オフ−チャンネルメカニズムとは、STAがAPによって使用されない他のチャンネルに移動し、STA間の直接リンク伝送を行うことを意味する。このために、各STAは、チャンネルスイッチング要請フレーム、チャンネルスイッチング応答フレームを通して目的チャンネルを交渉した後で移動することができる。
【0071】
また、STAが他のSTAのためのAPとして動作する場合も、チャンネルスイッチングをすることができる。Wi−Fiアライアンス(Alliance)Peer−to−Peer(P2P)グループで提案するWi−Fiダイレクト(Direct)が一つの例である。Wi−Fiダイレクトで、STAは、APのクライアントに連結されると同時に、他のSTAのためのアクセスポイント(AP)の役割を行うことができる。このとき、STAは、APのクライアントに連結されたチャンネルでない他のチャンネルで自分のクライアントに該当する各STAのAPの役割を行うことが可能である。
【0072】
TVWS周波数帯域で動作するSTAがチャンネルスイッチングをするためには、まず、目的チャンネルを選択することが望ましい。また、目的チャンネルを選択するとき、既存ユーザーに対する保護を考慮することが望ましい。すなわち、周波数センシングを通して既存ユーザーの存在有無を確認することを要求することができる。
【0073】
STAが地理的位置情報に基づいたデータベース情報を確保できない場合、該当のSTAは、センシングのみに依存する機器(sensing only device)に該当し、目的チャンネルでの伝送電力は50mWに制限される。その一方、STAがデータベース情報を確保できる場合、該当のSTAは、目的チャンネルでも伝送電力を100mWまで使用可能である。
【0074】
したがって、本例では、TVWS周波数帯域で動作するSTAがチャンネルスイッチングを行うとき、目的チャンネルを選択した後、目的チャンネルで伝送電力に対する制限条件を知らせることを提案する。このために、STAが相手のSTAにチャンネルスイッチング要請動作管理フレームを伝送するとき、電力提案情報要素を含ませて伝送することを提案する。また、相手のSTAがチャンネルスイッチング応答動作管理フレームに応答するときも、電力制限情報要素を含ませて伝送することを提案する。
【0075】
各STAが互いに異なる電力制限情報要素を伝送する場合、目的チャンネルでの最大伝送パワーは、互いに異なる電力制限値のうち低い値に定めることができる。例えば、上述したような固定型機器の場合、個人用/移動型機器と異なる電力制限値を有することができ、この場合、電力制限値の交渉において二つのうち低い値を用いることを提案する。
【0076】
一方、STAがデータベースを通して情報を確保できない場合、該当のSTAは、APに目的チャンネルに対する割り当てを要請することもできる。このために、STAは、ホワイトスペースチャンネル要請動作管理フレームをAPに伝送することができる。続いて、APは、ホワイトスペースチャンネル応答動作管理フレームを通してSTAの要請に応答することができる。本適用例で、ホワイトスペースチャンネル応答動作管理フレームには、APが割り当てた目的チャンネル番号、使用可能時間を示す割り当て時間情報、及び電力制限情報を含ませることができる。
【0077】
割り当て時間情報は、目的チャンネルを使用できる最大時間であって、割り当て時間後に必ず基本チャンネルに戻るか、再び目的チャンネルに対する問い合わせを経るべきである。これは、割り当てられた目的チャンネルに既存ユーザーが表れることを考慮して、APが目的チャンネルに対する使用可否を一定の時間間隔で制御するためである。
【0078】
APから目的チャンネルが割り当てられた場合、目的チャンネルでの最大伝送電力は電力制限情報要素を通して決定することができる。
【0079】
一方、APから割り当てられた目的チャンネルに既存ユーザーが表れた場合、APは、要求されていない(unsolicited)ホワイトスペースチャンネル応答動作管理フレームを通して、これを各STAに知らせることが望ましい。要求されていないホワイトスペースチャンネル応答動作管理フレームを受信したSTAは、以前に設定された目的チャンネルにスイッチングすることを中断することができる。
【0080】
整理すると、本適用例で用いられるホワイトスペースチャンネル要請動作管理フレームは、
図2で説明した実施形態の可用チャンネル情報要請メッセージの一例と見なすことができ、本適用例で用いられるホワイトスペースチャンネル応答動作管理フレームは、
図2で説明した実施形態の可用チャンネル情報応答メッセージの一例と見なすことができる。したがって、本適用例のホワイトスペースチャンネル要請動作管理フレームは前記表1のような構造を有し、ホワイトスペースチャンネル応答動作管理フレームは前記表2のような構造を有することができる。
【0081】
STAがAPに目的チャンネルに対する新しい割り当てを要請する代わりに、APが任意のチャンネルを目的チャンネルとして予約した後、各STAに該当の目的チャンネルを伝達することもできる。代表的な場合がバックアップチャンネルに該当し、APは、現在使用中のプライマリーチャンネルに既存ユーザーが出現する場合、バックアップチャンネルに移動することができる。このために、APは、バックアップチャンネルをビーコンフレーム、プローブ応答フレームに含ませて各STAに伝達することができる。
【0082】
バックアップチャンネルがAPによって実際に使用されない間、STA間の通信はバックアップチャンネルで行うことができる。バックアップチャンネルが変更された場合、APは、このような事実をチャンネルスィッチ公知フレームを通して知らせることができる。また、バックアップチャンネル情報要素をビーコンフレーム、プローブ応答フレームに含ませて各STAに伝達することができる。
【0083】
次の表3は、WS周波数帯域でAPが使用中のチャンネルをスイッチングするときに使用するチャンネルスイッチング公知動作管理フレームフォーマットの一例を示す。
【0084】
【表3】
IEEE 802.11h/nで使用するチャンネルスイッチング公知動作管理フレームと比較したとき、バックアップチャンネル情報要素が追加されることを特徴とする。バックアップチャンネル情報要素の一例を下記の表4に示した。
【0085】
【表4】
前記表4で、バックアップチャンネル情報要素はバックアップチャンネル番号を示すことができる。APが既存ユーザーの出現でバックアップチャンネルを修正する場合、バックアップチャンネル情報要素が含まれたチャンネルスイッチング公知動作管理フレームを伝送することができる。また、バックアップチャンネル情報要素をビーコンフレーム、プローブ応答フレームに含ませて伝送することもできる。
【0086】
その他の多様なWSMに対する例
上述したWSMは、TV信号のチャンネル占有可否に関する情報を有するが、特定時点で各非免許機器が使用可能なチャンネルの番号、該当のチャンネルで許容される最大電力値、そして、各可用チャンネルの有効期間情報をリストの形態で指示することができる。
【0087】
イネーブリングSTAは、依存型STAにWSMを伝送することができる。また、イネーブリングSTAから活性化された依存型APは、依存型STAにWSMを伝送することができる。これは、上述したように、TVWSで動作する各依存型STAのスキャニング過程を効率的にサポートするためである。WSMの可能な例として、下記のような各フォーマットを提案する。
【0088】
図8は、WSMの可能なフォーマットのうち一つを示した図である。
【0089】
図8に示したWSMフォーマットで、「国家コード(Country code)」フィールドは、該当のフィールドの後に来るチャンネルマップの位置に対する情報を提供する。すなわち、TV帯域の範囲とTVチャンネルの帯域幅は各国家ごとに異なり、これによる規定領域(regulatory domain)も多様になる。したがって、国家コードフィールドは、チャンネルマップフィールドと共に、WSMを受信するSTAが使用可能なTVチャンネルの物理的位置を理解できるようにする。国家コードフィールドは、3オクテットの国家ストリング(country string)値をシグナリングすることができる。すなわち、最初の2オクテットは、ISO/IEC 3166−1に定義された国家コードを示し、最後のオクテットは環境を意味する。拡張的に、該当のフィールドは国家情報より詳細な情報を含むことができる。例えば、該当のフィールドは、特定国家内の地域コード値を含むことができる。
【0090】
チャンネルの可用性の可否をシグナリングするチャンネルマップの基本単位は、必ずTVチャンネル帯域幅であるべきではないが、該当の規定領域のデータベースが提供する最も小さい基本単位のチャンネル情報であり得る。TVWS帯域のデータベースが提供する可用チャンネルリストを構成する最も小さい基本単位がTVチャンネル帯域幅である場合、チャンネルマップの基本単位はTVチャンネル帯域幅になる。米国と韓国のTVチャンネル帯域幅は6MHzであり、国家によってTVチャンネル帯域幅が7MHz、8MHzに定義される場所もある。
【0091】
チャンネルマップフィールドには、使用可能なTVチャンネル番号とFCC規定による各使用可能TVチャンネルに該当する最大伝送電力値を含ませる。
【0092】
図9〜
図10は、チャンネルマップフィールドに対する可能な例を示している。
【0093】
図9によるWSMは、機器タイプ情報、可用チャンネル番号(N、M、…、K)、各可用チャンネルでの最大許容電力、そして、本WSM全体に適用される有効時間情報を含むことを示している。上述したように、第1のモードの機器の場合、各可用チャンネル別有効時間に対する情報を知らせるよりは、受信されたWSM全体に対する有効時間を知らせる方が望ましく、この場合、
図9のようなWSM構造を用いることができる。
【0094】
図10によるWSMは、機器タイプ情報、可用チャンネル番号(N、…K)、各可用チャンネルでの最大許容電力、そして、各可用チャンネル別有効時間情報を含むことを示している。上述したように、固定型機器又は第2のモードの機器の場合、それぞれの可用チャンネル別有効時間情報を知らせることが望ましく、この場合、
図10に示したようなWSM構造を用いることができる。
【0095】
図9及び
図10で、K、M、N、L、Sは、TVチャンネル番号を明示する任意の数字である。
【0096】
図11は、チャンネルマップフィールドに対する可能な更に他の例を示している。
【0097】
チャンネル番号及び最大伝送電力レベルのタプル(tuple)でシグナリングすることもできるが、オーバーヘッドを考慮して、
図11のようなビットマップ形態でシグナリングすることもできる。
【0098】
また、全体のチャンネルリストのうち使用可能チャンネル番号に対しては1に、使用不可チャンネル番号に対しては0に全体に対するビットマップでチャンネルマップをシグナリングすることができる。このとき、機器タイプによって使用可能チャンネルリストが変わるので、機器タイプによって全体のチャンネルリストの長さ及び各チャンネル別最大許容伝送電力値を限定することができる。
【0099】
TVWS 802.11 APとSTAとの間の伝送が許容されたTVチャンネルは、USで6Mhz帯域幅で21〜51番に該当する。すなわち、30個のTVチャンネルに対してプライマリーユーザーの存在有無を指示しなければならないが、これを21番から51番まで低いTVチャンネル番号から昇順に、又は高いTVチャンネル番号から降順にプライマリーユーザーが存在する場合は0(使用不可能)、存在しない場合は1(使用可能)、又はその反対にビットマップを構成することができる。
【0100】
機器タイプは、該当のチャンネルマップが個人用/移動型機器に割り当てられたTVチャンネル領域に対するものであるか、それとも、固定型機器に割り当てられたTVチャンネル領域に対するものであるかを示す指示子である。例えば、タイプ=0の場合、チャンネルビットマップ(bit1〜bit30)は、TVチャンネル21番〜51番に対するビットマップ情報であり得る。チャンネルマップを受信するSTAは、固定型であるか、その他の必要に応じて固定型機器間の通信に割り当てられた54〜60MHz、76〜88MHz、174〜216MHz、470〜512MHzでのプライマリーユーザーの存在有無を指示することができる。このために、タイプ=1に対しては、bit1〜bit18をビットマップ情報と認識させることができる。
【0101】
図11で、「開始チャンネル番号(S)(Starting Channel Number(S))」は、何番のTVチャンネルからビットマップが開始されるかを意味する。「チャンネル数(L)(Number of Channels(L))」は、開始チャンネル番号からいくつのチャンネルに対するビットマップがチャンネルマップに表記されているかを意味し、チャンネル数の値によって後に来るチャンネルマップの長さが決定される。
【0102】
図12及び
図13は、チャンネルマップに対する可能な更に他の例を示している。
【0103】
具体的に、
図12は、データベースで可用チャンネルに対するシグナリングをするとき、TVチャンネル別に知らせるのではなく、実際に免許を受けた各ユーザーによって使用されていない空のチャンネルを周波数で知らせる場合に関するものである。具体的に、
図12は、使用が可能になりはじめる開始周波数と、該当の可用周波数ブロックが終了する終了周波数を指示し、該当の区間で使用可能な最大伝送電力をシグナリングすることに関するものである。また、
図13は、
図12に加えて、各可用周波数帯域の有効時間情報をさらに知らせる場合に関するものである。
図12で免許を受けた各ユーザーの周波数使用特性によって、各非免許機器の可用周波数帯域は連続的であるより非連続的に存在する可能性が高いので、チャンネルマップフィールドで、開始周波数、終了周波数、許容可能な最大伝送電力の三つのタプル(tuple)が繰り返され、多数のタプルをシグナリングすることができる。同様に、
図13でも、チャンネルマップフィールドで、開始周波数、終了周波数、許容可能な最大伝送電力及び有効時間の四つ組(quadruplet)が繰り返され、多数の四つ組をシグナリングすることもできる。
【0104】
図14及び
図15は、チャンネルマップに対する可能な更に他の例を示している。
【0105】
図14及び
図15では、特定時点に特定位置で使用可能になる周波数帯域をシグナリングするとき、これを中心周波数と使用可能帯域に対してチャンネル帯域幅でシグナリングする方式を提案する。すなわち、連続した690MHzを基準にして両側の10MHz帯域の周波数が使用可能になる場合、これに対するシグナリングは、中心周波数=690MHz、チャンネル帯域幅=20MHzで行う。そして、このようにシグナリングされる周波数帯域に対して、使用可能な最大伝送電力も共にシグナリングすることができる。使用可能になるそれぞれのチャンネルブロックに対して、このような方式で可用周波数帯域をシグナリングする。
【0106】
本発明の一実施形態では、各タプルに対して有効時間情報がそれぞれシグナリングされる方式を提案する。各チャンネルごとに周波数使用パターンが変わり、各チャンネルごとに使用可能時間が変わるので、有効時間情報がそれぞれシグナリングされることが望ましい。しかし、多数のブロックの周波数に対するシグナリングをする場合、それぞれの可用チャンネル別有効時間をシグナリングすると、却って無線上のオーバーヘッドを増加させるおそれがあるので、現時点での可用チャンネルリストをシグナリングし、現在シグナリングするチャンネルマップ全体に対して有効時間情報をシグナリングする方がシステムによっては有利である場合もあり、これによって、本発明の他の一実施形態では、チャンネルマップ全体に対する有効時間情報を含むことを提案する。この場合の有効時間は、チャンネルマップでシグナリングする可用チャンネルのうち、有効時間が最も短い値を基準にして、該当の値を有効時間として伝達しなければならない。
【0107】
特定チャンネルの可用性の可否は時間によって変わるが、現在WSM情報要素を伝送する機器が、該当のチャンネルマップに含まれているチャンネル可用性情報がどれほど有効であるかを知らせる値が有効時間情報である。有効時間フィールドの時間情報が特定の時点まで有効であることを指示するとき、絶対時間又は相対時間と表記することができる。
【0108】
相対時間と表記される場合、現在の伝送時点からどれだけの時間の間有効であるかという情報として表記することができる。絶対時間と表記される場合、該当のチャンネルマップが有効な時刻をUTCで指示することができる。すなわち、現在の伝送時点とは関係なく、特定の時刻から有効であることをシグナリングする。
【0109】
WSMを受信した機器は、有効時間フィールドを見た後、該当のWSMが有効であるかどうかを判断するようになり、有効であると、該当のWSMで知らせるチャンネルマップを可用チャンネルと認識して使用するが、そうでない場合、新しいWSMを要請しなければならない。すなわち、依存型APが有効でないWSMをイネーブリングSTAから受信した場合、イネーブリングSTAに有効なWSMを伝送するように要請しなければならない。イネーブリングSTAは、このような要請を受けた場合、有効なWSMを伝送しなければならなく、有効なWSMがない場合、DBに問い合わせて(Query)有効なチャンネル情報を獲得し、これを依存型AP/STAに伝送することが望ましい。
【0110】
前記のような各実施例のチャンネルマップ情報は、データベースの制御によって動作する全ての規定領域でデータベースと各非免許機器との間で交換することができ、各非免許機器間でも交換することができる。特に、このチャンネルマップ情報は、APとSTAとの間で交換されることが望ましい。
【0111】
データベースに接続して使用可能なチャンネル情報を獲得する機器をAP又はイネーブリングSTAと称することができ、データベースに直接接続しないが、AP又はイネーブリングSTAのクライアントとして動作する機器をSTA又は依存型STAと称することができる。
【0112】
WSMの機器タイプに対する活用例
一方、固定型機器と個人用/移動型機器に対してそれぞれ独立的にWSM又はチャンネルマップを構成することもでき、各機器タイプに共通的に適用可能な情報を送った後、特定機器タイプのみに対して追加的に使用可能な情報を送ることができる。すなわち、既存ユーザーが使用するチャンネルの隣接チャンネルのように、個人用/移動型機器に対して追加的に使用可能なチャンネルに対する該当のチャンネルの情報のみを集め、機器タイプを個人用/移動型機器と設定して追加的に伝送することができる。このように個人用/移動型機器に対して追加的に使用可能なチャンネルに対する情報のみを伝送する場合、WSMのMAP IDを前記のように伝送することが望ましい。
【0113】
図16及び
図17は、本発明の一実施形態によって
図4の状況で各機器別に可用チャンネルに対する情報を異ならせて伝送する方法を説明するための図である。
【0114】
例えば、本発明の一実施形態では、
図4の状況で固定型機器に対して3番チャンネルが100mWの最大伝送電力で使用可能であるというWSM又はチャンネルマップを伝送し、個人用/移動型機器に対しては、3番チャンネルが100mWの最大電力、2番と4番チャンネルが40mWの最大伝送電力で使用可能であるというWSM又はチャンネルマップを伝送することができる。
【0115】
図18及び
図19は、本発明の他の一実施形態によって
図4の状況で各機器別に共通可用チャンネルに対する情報を知らせた後、個人用/移動型機器に対しては追加的な可用チャンネルを知らせる方法を説明するための図である。
【0116】
本発明の他の一実施形態では、
図4の状況で固定型機器と個人用/移動型機器に共通的に
図18のように3番チャンネルが100mWの最大伝送電力で使用可能であることをWSM又はチャンネルマップに共通的に伝送した後、
図19のように機器タイプを個人用/移動型とし、2番と4番チャンネルが40mWの最大伝送電力で使用可能であることを別途に知らせることができる。このように追加的に伝送されるWSMの場合、同一のMAP IDを使用すると、これを受信する各機器が同一のMAP IDと称されるWSMを容易に結合するので、結合対象になるWSMの場合、同一のMAP IDを用いて伝送することが望ましい。
【0117】
一方、同一の機器タイプ(固定型又は個人用/移動型機器タイプ)を有するが、機器間に互いに異なる周波数マスク(spectrum mask)をサポートすることができる。この場合、特定周波数マスクを使用する機器は、該当の周波数マスクで定められているオフセット周波数によるパワースペクトル密度(Power spectral density)の最小減少値を満足しなければならない。互いに異なる周波数マスククラスをサポートする場合、使用可能なチャンネルと許容可能な最大電力値が異なり得る。
【0118】
図20は、本発明の一実施形態を説明するための互いに異なる2個の周波数マスククラスの一例を示している。
【0119】
例えば、
図20のように、規定によって互いに異なる2個の周波数マスククラスを定義することができる。
図20の例で、周波数マスククラスAに比べてクラスBがより厳格な要件を有していることが分かる。
【0120】
より鋭い境界を有する周波数マスクを使用すると、規定で定められた既存ユーザーに及ぼす干渉要件を満足しながら、隣接チャンネルでより高い電力を使用することができる。一例として、
図21のように、2個の個人用/移動型機器が互いに異なる周波数マスクを使用する場合、同一のTVチャンネルで互いに異なる最大電力値を有する異なるチャンネルマップを構成することができる。
【0121】
したがって、本発明の一実施形態では、機器タイプが上述した固定型機器と個人用/移動型機器を区分することに加えて、各機器が使用する周波数マスククラスを区分することを提案する。本実施形態に係る機器タイプの一例を下記の表5に示した。
【0122】
【表5】
前記表5で、機器タイプが1である場合、該当のチャンネルマップは、固定型及び個人用/移動型機器の全てに同一に適用されることを意味する。機器タイプが2である場合、該当のチャンネルマップは、固定型機器のみを使用できるチャンネルに関する情報であることを意味する。機器タイプが3である場合、該当のチャンネルマップは、個人用/移動型機器のみを使用できるチャンネル情報であることを意味する。機器タイプ4と5は、個人用/移動型機器がサポートする周波数マスククラスによってチャンネルマップが変わることをサポートするためのものであって、それぞれの互いに異なる周波数マスククラスに対して使用可能なチャンネル情報を示す。固定型機器に対しても、周波数マスククラス別に使用可能なチャンネル情報を異なる形で提供することができる。
【0123】
図22は、本発明の一実施形態によって互いに異なる周波数マスククラスをサポートする個人用/移動型機器に対して、チャンネルマップを異なる形で伝達するための機器タイプの活用例を示した。
【0124】
すなわち、個人用/移動型機器のうち周波数マスククラスAを有する機器に対しては、前記表5の機器タイプ値を4と指示するWSM又はチャンネルマップを伝送し、個人用/移動型機器のうち周波数マスククラスBを有する機器に対しては、前記表5の機器タイプ値を5と指示するWSM又はチャンネルマップを伝送することができる。
【0125】
TVWSのように非免許機器が使用可能なチャンネルが免許機器によって時間空間的に変わる帯域では、特定BSS内でAPが使用する周波数マスクと各STAが使用するマスクが異なる場合、非免許機器の動作によって免許機器に干渉を与えるおそれがある。すなわち、APがデータベースに接続して可用チャンネルリストを受けたとき、データベースが特定チャンネルを使用可能チャンネルとしてシグナリングする根拠は、免許機器が該当の時点で該当のチャンネルを使用しないという前提下で、非免許機器が隣接チャンネルに対するアウトバンド放出要件(out−band−emission requirement)を満足すると仮定して、特定チャンネルを可用チャンネルとしてシグナリングすることにある。現在のFCC規定で隣接チャンネルに対するアウトバンド放出に関する周波数マスクは−55dBrである。例えば、DTVが13番と15番チャンネルを使用するが、14番を使用しない場合、データベースは14番チャンネルを可用チャンネルとしてシグナリングできるが、14番チャンネルを使用するためには13番と15番チャンネルに対するアウトバンド放出要件を必ず満足しなければならない。したがって、APの周波数マスクは、このようなアウトバンド放出要件を完璧に満足するとしても、APに属した特定STAの周波数マスクがAPのマスクより厳格でなく、規定で要求する要件を満足しない場合、該当のシステムは、即時に規定を違反するようになる。そのため、このような条件に合わせて、APが可用チャンネルリストを受けた後、所属構成(association)段階で周波数マスクに対する情報を交換しなければならない。
【0126】
APは、自分の周波数マスクに対する情報をビーコン、(再)所属構成応答((re−)association response)及びプローブ応答フレームに含ませて伝送することが望ましい。そして、これを受信したSTAは、APがシグナリングする周波数マスクより厳格な周波数マスクを使用して信号を伝送することが望ましい。
【0127】
STAは、自分の周波数マスク情報をプローブ要請フレーム、(再)所属構成要請フレーム((re−)association request frame)に含ませて伝送することが望ましい。STAの周波数マスクが、APが使用する周波数マスクより厳格でない場合、APは、STAが使用可能な伝送電力レベルを周波数マスク別にそれぞれ指定することができる。
【0128】
すなわち、STAは、プローブ応答フレームや所属構成要請フレーム(association request frame)に自分がサポートする周波数マスクタイプをシグナリングすることができる。周波数マスクタイプは、
図20のような形態になり得るが、二つ以上のタイプを規定することもできる。この場合、APがクラスAの周波数マスクをサポートするが、STAがプローブ応答フレームに含ませて伝送した自分の周波数マスクがクラスBであった場合、APは、クラスBをサポートするSTAの伝送電力を制限し、アウトバンド放出要件を満足するように適切な電力値を計算して設定することが望ましい。このとき、APは、プローブ応答フレームで該当のSTAが使用可能な電力値を設定することができる。
【0129】
装置構成
図23は、本発明の一実施形態に係るAP及びSTAの装置構成を概略的に説明するための図である。
【0130】
図23で、AP700及びSTA750は、それぞれ送受信機730、780、プロセッサ710、760、及び選択的にメモリ720、770を含むことができる。
図23に示していないが、
図1に示したようなWLANシステムで、データベース及び/又はRLSもこれと類似した構造を有することができる。
【0131】
図23でAPを中心に説明すると、APの送受信機730は、データベース(RLS)又はSTAと可用チャンネル情報要請メッセージ及び/又は可用チャンネル情報応答メッセージを送信又は受信することができる。上述したように、可用チャンネル情報応答メッセージは、(a)可用チャンネルに対する識別情報、(b)可用チャンネルでの最大許容電力レベル、及び(c)有効時間情報を含むことができる。APのプロセッサ710は、このように受信された情報に基づいてAPが可用チャンネルで許容される電力レベル範囲内で有効時間の間WLAN動作を行うように制御することができる。また、APは、このWSM情報を有効時間の間メモリ720に格納することができる。
【0132】
上述したように開示された本発明の好適な実施形態に対する詳細な説明は、当業者が本発明を具現して実施できるように提供された。以上では、本発明の好適な実施形態を参照して説明したが、該当の技術分野の熟練した当業者であれば、下記の特許請求の範囲に記載した本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更可能であることを理解できるだろう。したがって、本発明は、ここで開示した各実施形態に制限するためのものではなく、ここで開示した各原理及び新規の各特徴と一致する最広の範囲を与えるためのものである。